專利名稱：基于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的定位接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于由環(huán)繞地球軌道運(yùn)行衛(wèi)星群發(fā)送的無(wú)線電中繼信號(hào)確定某一點(diǎn)相對(duì)地球的位置的系統(tǒng)。
目前，有兩個(gè)幾乎可在地球任何地方進(jìn)行位置確定的全球定位系統(tǒng)，它們分別是GPS系統(tǒng)(全球定位系統(tǒng))和GLONASS系統(tǒng)(全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng))。
二者均使用環(huán)繞地球的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，每一衛(wèi)星有規(guī)律地發(fā)送接收器可接收的、以便計(jì)算該位置經(jīng)度、緯度、高度及其速度和準(zhǔn)確時(shí)間的編碼無(wú)線電信號(hào)。一稱作RGIC(隨機(jī)同步綜合信道)的輔助系統(tǒng)也同時(shí)被使用，它利用同步衛(wèi)星向其所在的地球某一區(qū)域發(fā)送信號(hào)。
GPS系統(tǒng)在1575。42MHz載頻L1和1227。6MHz副載頻L2上發(fā)送擴(kuò)頻無(wú)線電信號(hào)。此處，僅頻率L1在考慮范圍之內(nèi)，但以下所提出的原理，在需要之時(shí)，可被應(yīng)用于頻率L2。
信號(hào)頻譜通過(guò)偽隨機(jī)碼擴(kuò)展，即載頻L1上的信號(hào)被一也稱作PRN碼(代表偽隨機(jī)噪聲)的重復(fù)偽隨機(jī)碼調(diào)制；實(shí)際上，該系統(tǒng)使用兩類PRN碼，即-C/A碼(粗采樣)以1.023MHz的位頻率發(fā)送；其長(zhǎng)度為1023位，整個(gè)序列寬1毫秒；C/A碼可進(jìn)行大致位置確定。
-和P碼(代表″精確″)以10.23MHz頻率發(fā)送，可進(jìn)行更準(zhǔn)確的定位。
碼的邏輯轉(zhuǎn)換與載頻L1同步，該調(diào)制是已定義的相位調(diào)制(BPSK)。
C/A碼可被公眾獲得，且必須在接收器內(nèi)生成，其原因有三首先，它們使檢測(cè)和解調(diào)所接收的信號(hào)成為可能，這些信號(hào)被埋入較大值的噪聲(高于信號(hào)20至30dB)中；檢測(cè)是通過(guò)來(lái)自衛(wèi)星的接收碼與本地生成的相同碼間的相關(guān)進(jìn)行的；此外，它們使識(shí)別發(fā)送衛(wèi)星(在GPS系統(tǒng)中，每一衛(wèi)星被分配特定的C/A碼)成為可能；最后，它們使測(cè)量時(shí)間延遲(時(shí)間延遲是準(zhǔn)確計(jì)算位置不可缺少的)成為可能。
P碼不可被公眾獲得；它們?yōu)檐娛聭?yīng)用保留，而且可能被加密傳輸。
在載頻L1上傳輸?shù)男盘?hào)還可以采用低速率(波特率為50)二進(jìn)制數(shù)據(jù)(它們代表衛(wèi)星導(dǎo)航信息，即，接收器中用于位置計(jì)算的數(shù)據(jù))編碼，這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)是天體位置推算表(其一方面可使任一時(shí)間計(jì)算衛(wèi)星所處準(zhǔn)確位置(準(zhǔn)確到1米)成為可能，另一方面，為所有采用該系統(tǒng)的接收器提供公共參考時(shí)間)。此處再次明確，載頻L1上的數(shù)據(jù)調(diào)制是相位調(diào)制。
衛(wèi)星與接收器間的距離通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星與地球之間無(wú)線電信號(hào)以光速傳播的時(shí)間而得以確定。因此，可特別通過(guò)測(cè)量偽隨機(jī)碼的一個(gè)標(biāo)志位(起始位)通過(guò)衛(wèi)星發(fā)送時(shí)刻與接收器接收該位的時(shí)刻的差值而得以確定。
一旦接收器在測(cè)量時(shí)刻得知衛(wèi)星在此框架內(nèi)的位置，接收器至三個(gè)不同衛(wèi)星的距離使可能確定固定地表范圍內(nèi)接收器的位置。第四個(gè)衛(wèi)星使可能消除接收器與GPS系統(tǒng)時(shí)鐘偏差每一時(shí)刻衛(wèi)星的位置參考通用系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)確定，且所傳輸?shù)膶?dǎo)航數(shù)據(jù)使接收器確認(rèn)該時(shí)間基準(zhǔn)。在起初不具有準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)的情況下，測(cè)量通常重復(fù)進(jìn)行2或3次，由于信號(hào)從衛(wèi)星到地球的傳播時(shí)間，只可能將衛(wèi)星所傳輸?shù)臅r(shí)鐘大致鎖定在10或20ms之內(nèi)。
接收器對(duì)衛(wèi)星的相對(duì)速度也可通過(guò)測(cè)量所接收載頻L1上的多普勒效應(yīng)而得以確定。接收器在固定地表范圍的速率可由此推知。
RGIC系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)很類似。GPS使用環(huán)繞衛(wèi)星；RGIC系統(tǒng)使用同步衛(wèi)星；它附加于GPS系統(tǒng)，以便彌補(bǔ)后者的不足或以防后者的崩潰。其信號(hào)類型仍然相同，載頻L1相同。相同長(zhǎng)度和頻率的偽隨機(jī)碼被用于識(shí)別衛(wèi)星。RGIC與GPS的編碼不同，其導(dǎo)航數(shù)據(jù)頻率為250波特，而不是50波特。該數(shù)據(jù)利用對(duì)信息進(jìn)行壓縮的Viterbi算法編碼。
GLONASS系統(tǒng)按照類似的一般原理工作。以下指出其不同之處-選擇地表框架不同其地球中心的選擇與GPS系統(tǒng)中的不完全相同。方向北不完全一致，因此，若要求GPS接收器提供GLONASS位置，則需基于轉(zhuǎn)換表或轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
-在GLONASS系統(tǒng)中，導(dǎo)航數(shù)據(jù)以100波特，而不是50波特的速率傳輸，且其偽隨機(jī)碼頻率為511kHz。
-而且，載頻L1不是唯一的。每一衛(wèi)星用一特定的可使其被識(shí)別的載頻L1進(jìn)行發(fā)送。偽隨機(jī)碼對(duì)于所有衛(wèi)星是相同的。它不用于識(shí)別衛(wèi)星，而僅用于從噪聲(未擴(kuò)展頻譜)中提取信號(hào)，并為準(zhǔn)確測(cè)量接收器與衛(wèi)星間距離確定時(shí)間偏差。整個(gè)GLONASS系統(tǒng)所使用的頻帶與GPS系統(tǒng)的相去甚遠(yuǎn)；該頻率范圍由大致1600MHz至大約1615MHz。頻率L2同樣為多種。
在些情況下，必須注意設(shè)計(jì)用于接收GPS信號(hào)的接收器不適用于通過(guò)由GLONASS衛(wèi)星發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)計(jì)算位置，反之亦然。
然而，仍然有很多情況下要求能夠使用任一系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，如RGIC。這是由于若一系統(tǒng)的特定衛(wèi)星未保證正常工作，或由于政治原因使其暫時(shí)不能使用，對(duì)基于其中一個(gè)系統(tǒng)建立操作過(guò)程的用戶后果十分嚴(yán)重。此問(wèn)題在當(dāng)今則更為重要，由于許多系統(tǒng)的安全開始基于通過(guò)衛(wèi)星對(duì)位置的準(zhǔn)確測(cè)量。尤其在日益依靠GPS和GLONASS系統(tǒng)進(jìn)行航海導(dǎo)航、航空導(dǎo)航的情況下。例如，目前向基于來(lái)自在現(xiàn)存衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)的陸地救援方法系統(tǒng)化的方向發(fā)展。
采用兩個(gè)專用接收器，且在一個(gè)失靈時(shí)使用另外一個(gè)，是可行的。這對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)費(fèi)用加倍?；蛘?，制作包含雙接收系統(tǒng)的混合型接收器。然而，這種接收器十分昂貴，由于所需的GPS信道數(shù)要求同時(shí)接收GPS衛(wèi)星個(gè)數(shù)相同(至少為4個(gè))，且所需GLONASS信道數(shù)個(gè)數(shù)要求同時(shí)接收GLONASS衛(wèi)星個(gè)數(shù)相同(至少為4個(gè))。
因此，需要能夠接收GPS或GLONASS或RGIC信號(hào)及其它未來(lái)各種系統(tǒng)信號(hào)，且不包含兩種不同接收器簡(jiǎn)單(昂貴)并置的低成本接收器。
因此，本發(fā)明提出一種新的衛(wèi)星信號(hào)接收器結(jié)構(gòu)，它使獲得能夠應(yīng)用于單一載頻L1的系統(tǒng)(如GPS)和具有許多載頻的系統(tǒng)(如GLOBNASS)中的價(jià)格合理的接收器成為可能。利用這一結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理(接收器內(nèi)復(fù)雜而昂貴的部分)，可能使用能夠從任一系統(tǒng)接收信號(hào)的通用信道。
根據(jù)本發(fā)明，提出一種衛(wèi)星信號(hào)接收器，能夠接收和處理從屬于某一單一載頻網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)以及從屬于多載頻網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)。該接收器包括-一無(wú)線電信號(hào)接收鏈(10，12，14，16，18，34，38)，它包含用于根據(jù)所接收的載頻，將其移位到幾個(gè)移位頻率上的電路，并至少包含一個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(38)，該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器用于轉(zhuǎn)換信號(hào)，并由此將其移位成具有對(duì)應(yīng)幾個(gè)衛(wèi)星的同時(shí)接收的移位載頻的數(shù)字信號(hào)，并在不同載頻上發(fā)送。
-至少一接收具有幾個(gè)移位載頻的數(shù)字信號(hào)處理信道，每一信道包括一隨機(jī)碼相位和移位載頻相位-伺服控制回路，伺服控制回路一方面包括至少一由頻率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)控制的數(shù)字相位控制振蕩器(108)和相位誤差信號(hào)；另一方面包括一可程控的本地隨機(jī)碼生成器(114)，-碼選擇裝置，該裝置使用戶向碼生成器施加一用于從幾種可選碼中選擇一種編碼的信號(hào)，各種編碼對(duì)應(yīng)兩種網(wǎng)絡(luò)的不同衛(wèi)星，-頻率選擇裝置，它使用戶向振蕩器施加一用于從幾個(gè)頻率之中選一個(gè)的設(shè)置點(diǎn)信號(hào)，各種設(shè)置點(diǎn)信號(hào)對(duì)應(yīng)第二種網(wǎng)絡(luò)的不同衛(wèi)星和第一網(wǎng)絡(luò)的所有衛(wèi)星；接收器最后包含用于從伺服控制回路所提供的數(shù)據(jù)計(jì)算位置的裝置(50、80)。
注意，在本發(fā)明所提出的結(jié)構(gòu)中，頻率移位數(shù)不同于載頻數(shù)。然而，由于實(shí)際原因，射頻接收鏈對(duì)單一頻率系統(tǒng)和多頻率系統(tǒng)信號(hào)可采取獨(dú)立移位和通路濾波的措施?？蛇x擇獨(dú)立的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。但各種數(shù)字信號(hào)處理信道是通用的，并包含一個(gè)處理路徑。
本地?cái)?shù)字相位控制振蕩器可選擇工作于一計(jì)算頻率，該計(jì)算頻率比射頻接收鏈轉(zhuǎn)送的最高移位頻率的兩倍還高。
為提供一對(duì)本原始結(jié)構(gòu)清晰的理解，以下簡(jiǎn)要指明幾個(gè)其所依據(jù)的總原則。
基本假設(shè)是接收器必需同時(shí)適合于單一頻率系統(tǒng)L1和多頻率系統(tǒng)L1。
A.通過(guò)天線接收的無(wú)線電信號(hào)經(jīng)過(guò)至少一個(gè)載頻移位和至少一寬帶濾波(使其可能等同地接收多頻系統(tǒng)中的各種載頻)?？赡軙?huì)存在帶有連續(xù)中間頻率的幾步的移位。對(duì)于單一頻率系統(tǒng)，移位可使調(diào)制信號(hào)移至基帶，而不是某一中間頻率。在多頻系統(tǒng)中，移位根據(jù)所接收的載頻，以某一中間頻率終結(jié)，同時(shí)，寬帶濾波使所有對(duì)應(yīng)各載頻的所有可能的中間頻率通過(guò)。
B.借助于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(其工作頻率一般比移位和濾波后接收到的最大中間頻率大得多)，移位信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
C.頻率移位并轉(zhuǎn)換為數(shù)字的信號(hào)一般被施加與幾個(gè)信號(hào)處理信道(信道數(shù)與其所要求同時(shí)接收衛(wèi)星數(shù)相同)并聯(lián)。每一信道能夠處理單一頻率系統(tǒng)或多頻系統(tǒng)的信號(hào)。信道相同且可編程。編程包括以數(shù)字命令形式為每一信道提供指示識(shí)別其所使用的網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星。
D.每一信道包括根據(jù)頻率和相位用于伺服控制的偽隨機(jī)碼相位和載頻相位數(shù)字伺服控制回路，考慮到多普勒效應(yīng)，隨機(jī)碼在本地生成，且從衛(wèi)星接收相同隨機(jī)碼?；芈方邮諄?lái)自衛(wèi)星經(jīng)頻率移位和模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，它生成用于進(jìn)行編碼相位和載波相位伺服控制的載波相位誤差信號(hào)和編碼相位誤差信號(hào)。
E.為進(jìn)行編碼相位控制，伺服控制回路采用可編程本地偽隨機(jī)碼生成器(即，它能夠根據(jù)其所接收信號(hào)的衛(wèi)星選擇發(fā)送不同編碼GLONASS碼或選擇RGIC或GPS碼)；該發(fā)生器由時(shí)鐘選通(其工作通過(guò)由回路生成的編碼相位誤差信號(hào)根據(jù)相位和頻率進(jìn)行的)。
F.為進(jìn)行載波相位控制，伺服控制回路也采用本地?cái)?shù)字相位控制振蕩器(它一方面接收一初始設(shè)置點(diǎn)，另一方面，接收載波相位誤差信號(hào))；初始值可編程，并對(duì)應(yīng)從許多值(GPS頻率或GLONASS頻率)中選擇的某一衛(wèi)星頻率的伺服控制。本地振蕩器的工作頻率(即，計(jì)算數(shù)字合成相位采樣的頻率，而不是所產(chǎn)生振蕩的頻率)足夠高以使屬于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換頻帶的所需頻率可被合成。
所提出的上述原則，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明同時(shí)提出一用于在接收器內(nèi)接收衛(wèi)星信號(hào)并從所接收信號(hào)確定接收器位置的方法，衛(wèi)星或者屬于只有一個(gè)載頻的第一網(wǎng)絡(luò)，或者屬于具有幾個(gè)載頻的第二網(wǎng)絡(luò)，特征在于其所包含的下述操作-通過(guò)天線接收來(lái)自幾個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)，-將所接收的各種信號(hào)載頻移位，由此根據(jù)所接收載頻生成幾種移位的不同載頻信號(hào)；-將幾路同時(shí)接收的載頻施加到至少一個(gè)公共模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將相應(yīng)的復(fù)合信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
-將來(lái)自轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)施加到至少一個(gè)為所有從轉(zhuǎn)換器接收的移位載頻所共有的信號(hào)處理信道；-從對(duì)應(yīng)不同衛(wèi)星的幾個(gè)可能的設(shè)置點(diǎn)頻率中選擇對(duì)應(yīng)特定移位頻率的設(shè)置點(diǎn)頻率，并將相應(yīng)的設(shè)置點(diǎn)信號(hào)施加到一數(shù)字相位控制振蕩器，以便使該振蕩器生成設(shè)置點(diǎn)頻率，該振蕩器還接收由相位伺服控制回路得到的相位誤差信號(hào)；-選擇偽隨機(jī)碼，并將一對(duì)應(yīng)設(shè)置點(diǎn)信號(hào)施加給一可編程偽隨機(jī)本地碼生成器，以便使生成器從幾種可能的編碼中生成一所需編碼，編碼生成器處于伺服控制回路之中，提供相關(guān)裝置以使所生成的編碼移位，以便使其與由轉(zhuǎn)換器接收的調(diào)制信號(hào)的相同編碼同步；-由伺服控制回路所提供的數(shù)字值計(jì)算接收器位置。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢(shì)將從下文參考附圖的詳細(xì)描述中得以顯示-

圖1代表根據(jù)本發(fā)明的衛(wèi)星信號(hào)接收器的總結(jié)構(gòu)；-圖2代表圖1接收鏈中處理的頻帶框圖；-圖3代表處于射頻信號(hào)接收鏈下游的數(shù)字信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明將就既能接收來(lái)自GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)(帶有一個(gè)載頻L1的網(wǎng)絡(luò))的信號(hào)又能接收來(lái)自GLONASS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)((帶有多個(gè)載頻L1的網(wǎng)絡(luò)))信號(hào)的接收器進(jìn)行詳細(xì)描述。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的整體結(jié)構(gòu)包括無(wú)線電天線10，其后跟隨使所有所需載頻通過(guò)的濾波器12。該濾波器最好是雙帶濾波器，一非常窄帶(幾個(gè)MHz)用于1575。42MHz的GPS頻率，一約為1597至1617MHz的較寬頻帶用于整個(gè)所有可能的GLONASS頻率。
該濾波器后接一低噪聲射頻放大器14，其后接與第一濾波器相同類型的新的濾波器16。由此放大并濾波的射頻信號(hào)被施加到一組頻率移位電路18，以生成處于比載頻L1更小的中間頻率信號(hào)，但保留這些載波的相位調(diào)制；頻率移位在可被后續(xù)信號(hào)處理電路處理的頻率處終止?？焖俟栊盘?hào)處理電路的最大工作頻率的數(shù)量級(jí)大約在60MHz?？蛇x擇比此值小的中間頻率。
盡管這不是必要的，頻率移位通常在幾個(gè)級(jí)聯(lián)的階段進(jìn)行，帶有逐漸變低的中間頻率。圖1所示的實(shí)例中，第一級(jí)20用于移位至第一中間頻率，其后跟隨第二級(jí)30用于移位至更低的中間頻率。第一級(jí)20利用本地振蕩器OL1、混頻器ML1和濾波器22、24。它將所接收的信號(hào)，GPS或GLONASS，移位成與所接收信號(hào)載頻數(shù)量相同的中間頻率信號(hào)第一中間頻率來(lái)自將頻率為1575。42的GPS載波頻率移位；除此之外，還有與GLONASS載頻數(shù)量相同的中間頻率，這是由于使用了不依賴所接收GLONASS載頻的同一本地振蕩器OL1。混頻信號(hào)并行通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的濾波器中心值在移位GPS載頻后產(chǎn)生的中間頻率的窄帶濾波器22，該濾波器只允許GPS信號(hào)通過(guò)；濾波器24具有較寬的帶寬，可允許由移位GLONASS載頻后生成的所有中間頻率。
第二移位級(jí)30以相同方式工作，但對(duì)GPS和GLONASS采用分離路徑。
濾波器22(GPS路徑)的輸出被施加于混頻器ML2(它還接收本地振蕩器OL2發(fā)送的頻率)；混頻器ML2的輸出被濾波器26濾波(該濾波器以移位后的一中間頻率為中心，該頻率在下文中被稱作移位后載波頻率Ft0)。對(duì)于GPS路徑，移位后載波頻率Ft0可能為零(在多普勒效應(yīng)之內(nèi))輸出信號(hào)是一包含多普勒效應(yīng)的基帶調(diào)制。濾波器26的帶寬LB0必須使GPS信號(hào)的調(diào)制頻譜通過(guò)，當(dāng)然也包括多普勒頻率。
另一頻率移位路徑，GLONASS路徑，包括混頻器ML3，振蕩器OL3和濾波器28。移位產(chǎn)生一系列載頻Ft1至Ftn每一對(duì)應(yīng)一GLONASS載頻L1。GLONASS路徑的濾波器28的通帶LB1比GPS濾波器26的寬得多。它自最低移位頻率Ft1至最高移位頻率Ftn。此外，當(dāng)然在這些極值頻率上也考慮調(diào)制頻譜和多普勒效應(yīng)。因此，帶寬LB1至少為15或20MHz。
本地振蕩器OL1、OL2、OL3已在圖1中作為一個(gè)獨(dú)立元件被描述。事實(shí)上，鎖于一參考振蕩器的頻率合成器在互鎖頻率上提供OL1、OL2、OL3三個(gè)輸出。
接收器還包括，對(duì)于GPS路徑，一其后跟隨一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器34的增益控制放大器32；對(duì)于GLONASS路徑，一其后跟隨一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器38的增益控制放大器36。若轉(zhuǎn)換器在幾位上對(duì)模擬信號(hào)編碼則進(jìn)行增益控制，對(duì)一位編碼不使用增益控制在許多情況下也是可行的。增益控制信息源于對(duì)一系列數(shù)字信號(hào)取樣的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。
轉(zhuǎn)換器以比可能接收并發(fā)送給轉(zhuǎn)換器的最高移位頻率的二倍高得多的采樣頻率Fc工作。對(duì)于GLONASS路徑，最高頻率Ftn的數(shù)量級(jí)可能在20MHz。實(shí)際上，需要比50MHz高的轉(zhuǎn)換頻率，如60MHz。為方便起見，由于不論信號(hào)的來(lái)源，所生成信號(hào)在后面由相同電路進(jìn)行處理，所以對(duì)GPS路徑也采用相同的工作頻率Fc。
轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)是以頻率Fc對(duì)一包含一個(gè)或多個(gè)移位載頻(對(duì)于轉(zhuǎn)換器34為Ft0，對(duì)于轉(zhuǎn)換器38為Ft1至Ftn)模擬信號(hào)所進(jìn)行的連續(xù)采樣值，它通過(guò)多普勒效應(yīng)進(jìn)行修正，并由偽隨機(jī)碼和由接收器可見的每一衛(wèi)星的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制。
這些載有信息的數(shù)字信號(hào)施加于由計(jì)算處理器50通過(guò)信息總線60和控制總線70與電路40進(jìn)行通信而進(jìn)行控制的數(shù)字信號(hào)處理電路40。計(jì)算處理器本身與一以從信號(hào)處理電路40和計(jì)算處理器50得到的信息進(jìn)行位置計(jì)算的微處理器80進(jìn)行通信。微處理器80采用軟件90(該軟件可被稱為“PVT軟件”，因?yàn)樗糜谟捎?jì)算處理器所提供的數(shù)字信息計(jì)算PVT(點(diǎn)，速度，時(shí)間)位置。微處理器80由接收器用戶控制，它可通過(guò)多功能外設(shè)(顯示屏、鍵盤、打印機(jī)等)或通過(guò)控制按鈕和特殊用途顯示系統(tǒng)與他進(jìn)行通信。計(jì)算處理器50和微處理器80可被集中到一個(gè)微處理器中。
因此，由圖1可見，有兩個(gè)不同的路徑用于從所接收的信息中提取信息，取決于是想利用GPS網(wǎng)絡(luò)還是利用GLONASS網(wǎng)絡(luò)。而且，應(yīng)該注意，獨(dú)立路徑的解決方案僅從以下事實(shí)得出1575、42MhzGPS頻率遠(yuǎn)離最高GLONASS頻率(約1671MHz)。頻率差大于40MHz。如果未來(lái)可能構(gòu)造工作于100MHz或更高頻率的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(利用GaAs、鍺、超導(dǎo)體、等的快速半導(dǎo)體技術(shù))，那么GPS通道失去其作用，僅GLONASS通道保留在圖1所示電路中，以便流通GPS和GLONASS信號(hào)。其原理是，若第一網(wǎng)絡(luò)的單一載頻與第二網(wǎng)絡(luò)的載頻足夠近，則單一通道就足夠了。
圖2示出了GPS(F0)和GLONASS(F1至Fn)載頻的分配、GPS(由于接收器和衛(wèi)星間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)t0可能為0或等于多普勒頻率)和GLONASS(Ft1至Ftn)移位頻率的相應(yīng)分配、濾波器22的帶寬LB0和濾波器24的帶寬LB1。轉(zhuǎn)換器38的工作頻率Fc遠(yuǎn)大于2×Ftn，例如，若Ftn約為20MHz，則工作頻率為60MHz。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的接收器信號(hào)處理電路40的總結(jié)構(gòu)；計(jì)算處理器50的部分電路也同時(shí)示出?？梢钥闯?，信號(hào)處理電路40不包含用于處理GPS信號(hào)和處理GLONASS信號(hào)的獨(dú)立路徑。電路40入口處的多路器102在兩個(gè)輸入端子接收來(lái)自轉(zhuǎn)換器34和38的數(shù)字信號(hào)，并可根據(jù)用戶命令選用GPS網(wǎng)絡(luò)或GLONASS網(wǎng)絡(luò)。多路器102選擇的信號(hào)經(jīng)電路40(它接收來(lái)自GPS路徑的信號(hào)或來(lái)自GLONASS路徑的信號(hào)，既使它們對(duì)應(yīng)不同的頻帶)進(jìn)行處理。
此處，處理電路40包括幾個(gè)信道原則上為4個(gè)或更多)；它們是相同的，下文僅對(duì)一個(gè)信道作詳細(xì)描述。來(lái)自多路器的信號(hào)被多個(gè)并行通道接收。每一通道被編程以接收來(lái)自處于接收器直接指向的特定衛(wèi)星的信號(hào)，但任一信道可被編程接收來(lái)自GPS或GLONASS(或RGIC)衛(wèi)星的信號(hào)。
一信道需包括-本地移位載頻生成器，以便在接近所需使用移位載頻處生成本地信號(hào)；-碼生成器，用于生成與所需檢測(cè)偽隨機(jī)碼相同的本地偽隨機(jī)碼；-隨機(jī)碼相位和載波相位伺服控制回路，該回路產(chǎn)生載波相位誤差數(shù)字信號(hào)和編碼相位誤差數(shù)字信號(hào)，它一方面意在將本地頻率發(fā)生器伺服控制到由多路器所接收信號(hào)的相位(和頻率)，另一方面，將本地偽隨機(jī)碼相位伺服控制到可能出現(xiàn)于多路器所提供信號(hào)中的隨機(jī)碼的相位。誤差信號(hào)作用于本地頻率發(fā)生器和本地碼生成器，并通過(guò)數(shù)字計(jì)算處理器50執(zhí)行計(jì)算軟件而生成。
上面所提及并出現(xiàn)于信號(hào)處理電路的每一信道的各種單元將在下面描述。
盡管既存在載波相位伺服控制又存在編碼相位伺服控制，不可想象采用兩個(gè)獨(dú)立的伺服控制回路，因?yàn)椋梢钥闯?，?shí)際上，兩個(gè)伺服控制的其中一個(gè)嵌于另一個(gè)之中。
由多路器102輸出的GPS或GLONASS信號(hào)被施加到兩個(gè)能夠接收表示由數(shù)字相位控制振蕩器108所生成周期數(shù)字相位信號(hào)的正弦(對(duì)于其中一個(gè)多路器)和余弦(對(duì)于另一多路器)數(shù)字信號(hào)的數(shù)字多路器104和106。該數(shù)字相位控制振蕩器包括上述本地頻率發(fā)生器。振蕩器108的計(jì)算頻率，即用以傳遞相位增量的頻率，是必須比多路器輸入處最大移位載頻二倍高得多的頻率。實(shí)際上，它與轉(zhuǎn)換器34和38的采樣頻率Fc相同，但這不是必須的。
振蕩器108包括可施加相位增量值(迭加到每一新的計(jì)算)的數(shù)字控制輸入。實(shí)際上，振蕩器的操作包括在頻率Fc處重復(fù)進(jìn)行前一輸出相位和由控制輸入所施加的增量的相加操作，以便生成新的輸出相位。此處，控制輸入施加一其值為回路相位誤差信號(hào)(在回路內(nèi)同處理器50計(jì)算的誤差信號(hào))與預(yù)定設(shè)置點(diǎn)的取值之和相位增量。初始值是促使本地發(fā)生器生成對(duì)應(yīng)某一確定移位載頻的規(guī)定本地頻率。該移位頻率對(duì)應(yīng)其所要求鎖定的特定衛(wèi)星(GPS或GLONASS)的實(shí)際規(guī)定載頻。初始值用于特定衛(wèi)星信號(hào)的采集，并且它被通過(guò)選擇網(wǎng)絡(luò)，GPS或GLONASS，且對(duì)于GLONASS，通過(guò)選擇特定衛(wèi)星而得以施加。
因此，對(duì)于給定信道，用戶通過(guò)微處理器80定義施加給振蕩器108的所需初始設(shè)定點(diǎn)頻率作為本信道所選衛(wèi)星的函數(shù)。
在連續(xù)迭代計(jì)算PVT點(diǎn)的過(guò)程中，點(diǎn)計(jì)算軟件原則上傳遞一估計(jì)的多普勒值(來(lái)自上一PVT點(diǎn)的計(jì)算)，以便，根據(jù)圖3所示簡(jiǎn)圖，數(shù)字振蕩器108的控制信號(hào)可被視為下列值之和-用戶(該用戶選擇某一特定GLONASS衛(wèi)星數(shù)或所有GPS衛(wèi)星)定義的初始值；該值為頻率設(shè)定點(diǎn)；-由PVT軟件傳遞的估計(jì)的多普勒值；-和閉環(huán)伺服控制回路的載波相位誤差信號(hào)。
所估計(jì)的多普勒值與載波相位誤差之和代表實(shí)際多普勒值。代表該值的數(shù)字信號(hào)被發(fā)送到PVT軟件90且被使用，此后，在以載頻L1與編碼頻率之比值進(jìn)行數(shù)字分頻(該比率取決于所選用的GPS或GLONASS信道)之后，作為編碼伺服控制環(huán)路的多普勒移位信號(hào)。由微處理器80控制的可編程數(shù)字分頻器109如圖3所示用于此用途。
振蕩器108由此用所需的移位頻率傳遞信號(hào)，且由相位誤差信號(hào)伺服控制，以便按照相位和頻率精確鎖定到的來(lái)自搜索衛(wèi)星的信號(hào)，該信號(hào)已被在對(duì)應(yīng)該移位頻率(但它可能被多普勒移位影響)的載波L1上發(fā)送。
此處，伺服控制通過(guò)數(shù)字計(jì)算獲得，并利用振蕩器108所傳遞的相位的正弦和余弦函數(shù)。
正弦和余弦函數(shù)可由數(shù)字表中得到。一PROM正弦存儲(chǔ)器110和一PROM余弦存儲(chǔ)器112為此用途而插入到振蕩器108的輸出和乘法器104和106之間。
乘法器的輸出代表兩相位正交的信號(hào)(其頻譜包含代表所接收衛(wèi)星頻率移位與本地生成頻率之間偏移的低頻成分)。該偏移成分用于生成上述頻率相位誤差信號(hào)(該信號(hào)意在將偏差減小到零)。
乘法器104和106的輸出信號(hào)此后在上述伺服控制回路進(jìn)行相關(guān)處理，以便在所接收信號(hào)中檢測(cè)對(duì)應(yīng)搜索衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼的存在。這些信號(hào)(其內(nèi)在傳輸由其所需基于測(cè)量的衛(wèi)星發(fā)送的已知偽隨機(jī)碼做的一調(diào)制)因此與由偽隨機(jī)碼生成器本地生成的一相同偽隨機(jī)碼相關(guān)。該相關(guān)產(chǎn)生用于移動(dòng)本地碼的起始時(shí)刻(該時(shí)刻由起始位表示)直到相關(guān)信號(hào)表明本地碼與所接收碼完全同步的相關(guān)信號(hào)。相關(guān)信號(hào)表現(xiàn)為指明此同步的一相關(guān)尖峰或一相關(guān)零值(取決于相關(guān)器的類型)。此后，測(cè)量本地碼的起始時(shí)刻，以便通過(guò)后續(xù)計(jì)算確定衛(wèi)星的位置。該起始時(shí)刻通過(guò)檢查給定時(shí)刻偽隨機(jī)碼的狀態(tài)并檢查驅(qū)動(dòng)碼生成器114的振蕩器的相位而得以確定。微處理器80定義該時(shí)刻，并收集被PVT軟件90所使用的信息。
由于碼相關(guān)回路嵌于載波相位伺服控制回路，存在于所接收信號(hào)中，且由此存在于所接收偽隨機(jī)碼的頻率移位中的多普勒效應(yīng)對(duì)相關(guān)無(wú)影響本地碼通過(guò)被伺服控制到實(shí)際接收載波頻率上的移位頻率生成，該伺服控制調(diào)整了由于多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生的同步誤差?？删幊谭诸l器109通過(guò)向由伺服控制回路中數(shù)字計(jì)算產(chǎn)生的碼誤差信號(hào)加入校正值而參與多普勒頻率校正。
本地碼生成器114從數(shù)字相位控制振蕩器116接收時(shí)鐘信號(hào)(以定義碼移位)。該振蕩器在控制輸入端接收帶有多普勒校正的編碼相位誤差信號(hào)；因而接收代表本地碼與所接收碼間同步偏差的信號(hào)；該信號(hào)來(lái)自上述兩種碼間的相關(guān)；它用于將本地偽隨機(jī)碼的頻率和相位減少到存在于搜索衛(wèi)星所接收信號(hào)中的相同碼的頻率和相位。該振蕩器的取樣頻率(通過(guò)連續(xù)增量計(jì)數(shù)相位樣本的頻率)最好取為采樣頻率Fc的一部分Fc/k。
振蕩器116在每一時(shí)刻提供一可被讀取的相位值(為PVT點(diǎn)的計(jì)算)。但來(lái)自振蕩器的載波輸出(或“脈動(dòng)載頻”)被施加到碼生成器114以定義本地碼移位時(shí)刻。
偽隨機(jī)碼生成器是可編程的，即它可由GPS系統(tǒng)或其它系統(tǒng)所定義序列串生成任何偽隨機(jī)序列。為此目的，它包含一接收代表從N個(gè)可能序列數(shù)中取一指令的碼選擇輸入端。該指令由用戶提供，因而由控制處理器80提供。
通過(guò)將本地碼與本地載頻乘以正弦和余弦而得到的結(jié)果相乘進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。正弦和余弦路徑由此包括，類似起始數(shù)字化信號(hào)，由衛(wèi)星傳輸?shù)膫坞S機(jī)調(diào)制，相關(guān)在此路徑上是可能實(shí)現(xiàn)的。
由發(fā)生器114生成的本地偽隨機(jī)碼可被直接用于與來(lái)自衛(wèi)星所接收信號(hào)的相關(guān)運(yùn)算。但是，通常最好利用碼本身和稍微早或稍微晚一點(diǎn)的碼進(jìn)行更準(zhǔn)確的相關(guān)運(yùn)算。一般地，可選用-正點(diǎn)碼P0(與從衛(wèi)星接收信號(hào)中的碼同步)，-早點(diǎn)碼E，稍早片刻(片刻，或“chip”，對(duì)應(yīng)分隔兩基本移位碼的最小參考時(shí)間)，-晚點(diǎn)碼L，稍晚片刻。
簡(jiǎn)單的過(guò)程包括將正點(diǎn)碼P與E和L碼間差值進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。圖3所示為一在碼生成器114輸出口處的復(fù)合電路118，用于由生成器輸出碼生成正點(diǎn)碼P和差值碼E-L。
相關(guān)運(yùn)算在插入到伺服控制回路相位正交(正弦和余弦)路徑的數(shù)字乘法器和數(shù)字濾波器，即，在乘法器104和106的輸出口進(jìn)行。正弦路徑和余弦路徑每一路徑利用數(shù)字乘法器120、122、124、126，一方面被乘以正點(diǎn)碼P0，另一方面乘以差值碼E-L，使其可能在任一時(shí)刻將一數(shù)字值(例如13位)乘以一位本地偽隨機(jī)碼。
乘法器120至126的輸出經(jīng)數(shù)字濾波器130至136(該濾波器是“積分清零”類型的積分器，其功能為將乘積結(jié)果在對(duì)應(yīng)偽隨機(jī)序列整個(gè)1毫秒寬度進(jìn)行積分，并在每一序列末周期性地恢復(fù)到零)。積分是計(jì)數(shù)器的積累過(guò)程，該計(jì)數(shù)器增加、減少或不變?nèi)Q于它從其后乘法器所接收數(shù)字信號(hào)的符號(hào)和幅值?；亓阌烧c(diǎn)序列的起始位控制。這些積分器傳遞低頻信號(hào)(1kHz)，例如，在8位每一Ip，Qp，Id，Qp，它們?yōu)橄嚓P(guān)函數(shù)的基。這些信號(hào)由此代表指明通過(guò)正點(diǎn)碼P0和通過(guò)差值碼E-L的正弦和余弦路徑的相關(guān)指示。它們被傳遞到計(jì)算處理器50(該處理器利用它們計(jì)算供給振蕩器116的編碼相位誤差信號(hào)，由此閉環(huán)編碼相位伺服控制回路)。它們還用于計(jì)算供給振蕩器108的載波相位誤差信號(hào)，由此閉環(huán)載波相位伺服控制回路。
應(yīng)當(dāng)注意，濾波器130至136的操作部分由軟件驅(qū)動(dòng)，且其操作可根據(jù)工作于GPS還是GLONASS模式而被修正，以便考慮小偏差，如碼頻率中的偏差。
載波相位誤差信號(hào)在分頻器138中從其后跟隨數(shù)字濾波器的Arctan(Qp/Ip)類型計(jì)算生成。該載波相位誤差的運(yùn)算不包括通過(guò)差值碼E-L的相關(guān)運(yùn)算。
編碼相位誤差信號(hào)在分頻器142中由包含例如乘積之和qd·Ip+Qp·Id的運(yùn)算生成，其后跟隨甚低頻數(shù)字濾波器144。該運(yùn)算包括通過(guò)正點(diǎn)碼的相關(guān)和通過(guò)差值碼的相關(guān)。
編碼相位誤差信號(hào)和載波相位誤差信號(hào)均包含可被傳送到計(jì)算處理器50并可能傳送到微處理器80以便使接收器的位置(PVT)可被計(jì)算的信息。例如，它們內(nèi)在包含一多普勒偏移信息，從其中可提取接收器相對(duì)衛(wèi)星的相對(duì)速度。
實(shí)際上，用于計(jì)算PVT點(diǎn)的軟件將讀取脈沖同時(shí)發(fā)送給所有信道，以便在該時(shí)刻讀取載波的相位狀態(tài)、碼的相位狀態(tài)和碼值。每一回路伺服控制的這三項(xiàng)信息使可能計(jì)算從接收器到每一所觀測(cè)衛(wèi)星之間的距離。
如圖3所示為寄存器146、147、148它們?cè)谧x取脈沖時(shí)刻分別接收-振蕩器108的相位；代表該時(shí)刻載波相位；-該時(shí)刻偽隨機(jī)碼的相位，例如由碼生成器114的并行輸出的10個(gè)有效位定義；-碼的精確相位，在瞬間，由振蕩器116的精確相位定義。
導(dǎo)航數(shù)據(jù)，由衛(wèi)星在低頻(50或100Hz)利用DPSK調(diào)制，通常在計(jì)算處理器50中解碼；該電路檢測(cè)由于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的相位變化，其此后與偽隨機(jī)序列起始位的傳輸同步。導(dǎo)航數(shù)據(jù)被發(fā)送至軟件90以計(jì)算PVT點(diǎn)。所檢測(cè)的數(shù)據(jù)被計(jì)算處理器50和電路40進(jìn)一步考慮，以便與數(shù)據(jù)相關(guān)的移位不影響伺服控制回路。
上述根據(jù)本發(fā)明描述了接收器的基本結(jié)構(gòu)，由此可利用有限數(shù)量的信道接收幾種類型衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中任一類型。應(yīng)該注意，關(guān)于在載頻L1上進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)的敘述也可應(yīng)用于載頻L2。與載頻L1相同的通用數(shù)字處理信道可用于GPS和GLONASS頻率L2；載頻L2可被移位至與這些信道操作兼容的頻帶。或者說(shuō)，同一信道可用于L1和L2，對(duì)L1和L2進(jìn)行交替頻率移位，且對(duì)L1和L2上的信號(hào)時(shí)分復(fù)用。
權(quán)利要求
1.衛(wèi)星信號(hào)接收器，能接收并處理由屬于帶有單一載波頻率網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)和由屬于帶有多載波頻率的網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)，該接收器包括-無(wú)線電信號(hào)接收鏈(10，12，14，16，18，34，38)，包括用于將所接收的載波頻率移位至根據(jù)所接收載波頻率而不同的移位頻率的電路，和至少一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(38)，用于將上述移位信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶有對(duì)應(yīng)幾個(gè)同時(shí)接收衛(wèi)星的幾個(gè)移位載頻的數(shù)字信號(hào)，并在不同載波上發(fā)送；-至少一數(shù)字信號(hào)處理信道，它接收帶有幾個(gè)移位載頻的數(shù)字信號(hào)，每一信道包括偽隨機(jī)碼相位和移位載頻相位伺服控制回路，該伺服控制回路包括一方面至少一個(gè)由頻率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)和相位誤差信號(hào)控制的數(shù)字相位控制振蕩器(108)，另一方面包括一可編程本地偽隨機(jī)碼生成器(114)；-碼選擇裝置，使用戶向碼生成器施加用于從幾種可能的碼中選擇一個(gè)碼的信號(hào)，各種碼對(duì)應(yīng)二網(wǎng)絡(luò)的不同衛(wèi)星；-頻率選擇裝置，使用戶向振蕩器施加幾種可能的頻率設(shè)定點(diǎn)信號(hào)之一，各種設(shè)定點(diǎn)信號(hào)對(duì)應(yīng)第二網(wǎng)絡(luò)的不同衛(wèi)星和第一網(wǎng)絡(luò)的所有衛(wèi)星；-接收器最后包括用于從伺服控制回路的數(shù)字值計(jì)算位置的裝置(50，80)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器，其特征在于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(38)以比存在于其可從頻率移位電路接收的信號(hào)中的最高移位頻率二倍還高的采樣頻率Fc工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其特征在于包含一用于接收帶有至少其它一移位頻率的信號(hào)的第二模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(34)，和一用于將一個(gè)或另一轉(zhuǎn)換器的輸出發(fā)送至信號(hào)處理信道的多路器(102)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3的接收器，其特征在于各種頻率設(shè)置點(diǎn)信號(hào)作用于振蕩器以便后者提供等于對(duì)應(yīng)兩種網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星的各種標(biāo)稱載頻移位的移位頻率的各自的標(biāo)稱頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的接收器，其特征在于數(shù)字相位控制振蕩器(108)以高于最高移位頻率二倍的計(jì)算頻率工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5的接收器，其特征在于伺服控制回路包括用于計(jì)算在數(shù)字相位振蕩器輸出端定義的周期相位的正弦和余弦的裝置(110)，和用于將由接收鏈輸出的數(shù)字化信號(hào)所產(chǎn)生的正弦和余弦相乘，以便生成兩個(gè)相位正交信號(hào)的裝置(104，106)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的接收器，其特征在于偽隨機(jī)碼生成器能夠提供一正點(diǎn)本地碼、早點(diǎn)碼和晚點(diǎn)碼，且在于裝置(120至126)被提供用于將相位正交信號(hào)與正點(diǎn)本地碼和早點(diǎn)和晚點(diǎn)本地偽隨機(jī)碼之差相乘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7的接收器，其特征在于偽隨機(jī)碼生成器由包括數(shù)字相位控制振蕩器(116)的時(shí)鐘控制，該振蕩器接收編碼相位誤差信號(hào)作為數(shù)字輸入信號(hào)，此誤差信號(hào)指明碼生成器生成的本地生成碼與存在于自衛(wèi)星所接收的信號(hào)中的相同碼間的同步偏差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8的接收器，其特征在于頻率移位電路包括帶有兩個(gè)獨(dú)立路徑的最終級(jí)，一路徑接收來(lái)自具有單一頻率網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)，另一路徑接收來(lái)自具有多頻率網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)，第二路徑包括一將各種載頻移位到幾個(gè)不同移位載頻的公共振蕩器(OL3)。
10.一種用于在接收器中接收衛(wèi)星信號(hào)且由所接收信號(hào)確定接收器位置的方法，衛(wèi)星屬于帶有單一載頻的第一網(wǎng)絡(luò)或者屬于帶有多個(gè)載頻的第二網(wǎng)絡(luò)，此方法的特征在于包含下列操作-在天線上從多個(gè)衛(wèi)星接收信號(hào)；-將各種所接收信號(hào)的載頻移位，由此生成根據(jù)不同接收載頻而不同的移位載波頻率，-將幾個(gè)同時(shí)接收的載頻施加到至少一個(gè)公共模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將相應(yīng)復(fù)合信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；-將來(lái)自轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)施加到至少一個(gè)為所有從轉(zhuǎn)換器接收的移位載頻所共有的信號(hào)處理信道；-從對(duì)應(yīng)不同衛(wèi)星的多個(gè)可能的設(shè)置點(diǎn)選擇對(duì)應(yīng)特定移位頻率的設(shè)置點(diǎn)頻率，并將相應(yīng)的設(shè)置點(diǎn)信號(hào)施加到數(shù)字相位控制振蕩器以便使振蕩器產(chǎn)生設(shè)置點(diǎn)頻率，振蕩器此后接收由相位伺服控制回路產(chǎn)生的相位誤差信號(hào)。-選擇偽隨機(jī)碼并將相應(yīng)設(shè)置點(diǎn)信號(hào)施加到一可編程偽隨機(jī)本地碼生成器，以便使該發(fā)生器從幾種可能碼中生成所需碼，碼生成器處于伺服控制回路，且提供相關(guān)裝置以便偏移該碼使其與自轉(zhuǎn)換器接收的調(diào)制信號(hào)中的相同碼同步；-從伺服控制回路所提供的數(shù)字值計(jì)算接收器位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及GPS和GLONASS衛(wèi)星定位接收器。為便于基于GPS衛(wèi)星和GLONASS衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)和位置計(jì)算,本發(fā)明提出了一新的接收器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括一通過(guò)天線10的無(wú)線電接收鏈、頻率轉(zhuǎn)換電路18、對(duì)GLONASS路徑以高速操作的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器38和利用幾個(gè)能夠接收GPS和GLONASS信號(hào)的通用信道的信號(hào)處理電路。電路40采用可編程偽隨機(jī)碼生成器和利用本地振蕩器生成本地移位載頻的相位伺服控制回路;該振蕩器被控制以便能施加一用于衛(wèi)星信號(hào)采集的起始頻率。由此構(gòu)造的接收器可避免依靠一個(gè)或另一衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),在一網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的情況下可以使用另一網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04B7/15GK1199469SQ9619754
公開日1998年11月18日 申請(qǐng)日期1996年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月17日
發(fā)明者阿蘭·拉納德, 帕特里斯·吉亞爾 申請(qǐng)人:塞克斯丹航空電子公司